【正文】 型 中型 小型 中型 小型 井田內(nèi) 111+121 級儲量占總儲量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15 第一水平內(nèi) 111+121 級儲量占本水平儲量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具體規(guī)定 第一水平內(nèi) 111 級儲量占本水平內(nèi)儲量的比例 40 30 15 30 20 不作具體規(guī)定 不要求 表 2— 2— 2 礦井工業(yè)儲量匯總表 煤層名稱 工業(yè)儲量（萬噸） 備注 111 121 111+121 122 111+121+122 3 號煤層 符合 天然焦 總計 符合 礦井設(shè)計儲量（ 121b）是礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田 4 境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量。采用斜面積和真厚度，采用的計算公式為： Q=S Secα M d 式中 Q— 儲量 萬噸 S— 塊段井田面積 平方米 α — 塊段煤層平均傾角 4 M— 塊段煤層平均厚度 米 ｄ — 煤的容重，均采用 一 、 礦井工業(yè)儲量 礦井工業(yè)儲量是勘探（精查）地質(zhì)報告提供的“能利用儲量”中的探明的資源量（ 111） ，控制的資源量（ 121）， 預(yù)可采 資源量（ 122）三級儲量之和 ，其中高級儲量111， 121 之和所 占比例應(yīng)符合表 2— 2— 1 的規(guī)定。 2． 儲量計算方法 在計算儲量時，選用地質(zhì)塊段法，由于礦區(qū)內(nèi)煤層傾角的變化范圍一般介于 8176?！?45176。 1．計算儲量的工業(yè)指標(biāo) 根據(jù)煤炭工業(yè)部頒發(fā)的《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)定》規(guī)定，計算儲量工業(yè)指標(biāo)如下： （ 1） 最低開采厚度在煤層傾角小于 25176。 本井田采 用塊段法計算的各級儲量，塊段法是我國目前廣泛采用的儲量計算方法之一 。 第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算 礦井儲量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭儲量計算標(biāo)準(zhǔn)的全部儲量，又稱礦井總儲量。井田東西走向最大為 ,最小走向為 ,傾向長約 Km。一般以下列情況為界： 以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界； 以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護(hù)煤柱為界； 以相臨的 礦井井田境界煤柱為界； 人為劃分井田境界。在 250m 水平以上預(yù)計全礦涌水量為 ,在250m 水平以下預(yù)計正常涌水量為 m3/h，最大涌水量為 。 礦井充水的主要巖層為 3 和 6煤層的頂班砂巖裂隙水，淺部較深部發(fā)育，且富水性強(qiáng)。 另外，在上石盒子組上部有一更新統(tǒng)隔水層，由粘土、砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂，粘土夾礫或鈣質(zhì)結(jié)核組成，位于含水層之下，覆蓋于基巖之上，厚度 6m～ 37m，一般 23m，分布較穩(wěn)定，粘土、砂質(zhì)粘土塑性好，與礫石或鈣質(zhì)結(jié)核結(jié)合緊密，為一良好的隔水層。 全新統(tǒng)含水組（Ⅲ）：由黏土，粉砂組成，厚度 21m～ 32m,一般 27m,含水層主要為粉砂、黏土質(zhì)砂、局部細(xì)砂，厚度約 4m～ 8m，被黏土，砂質(zhì)黏土分隔為 3— 4 層，呈透 4 狀分布，上部為粘土或砂質(zhì)粘土覆蓋，地表以下 5m～ 6m 為潛水，受大氣降水影響，下部砂層為承壓水，單位涌水量 L/S M。 M，水質(zhì)為 CL— NA 型或 CL— HCO— NA型。（ 2） .下石盒子組砂巖含水組（Ⅱ中）（ 3煤含水組），以細(xì) — 中粒砂巖為主，由 2煤層頂板第一層砂巖到鋁土泥巖間的砂巖厚度 16 m～ 45 m，一般 25 m。 M。 M，水質(zhì)類型為 HCO— SO3— MG4— NA 型水，水量豐富，水質(zhì)良好，是礦主要供水水源。 二 、 含水層的水文地質(zhì)特征 石臺礦井田含水層組有太原群灰?guī)r含水組（Ⅰ）、二迭系砂巖含水組（Ⅱ）、全新統(tǒng)含水組（Ⅲ）。因地勢低洼平坦，一般河谷寬緩，河床較淺，水流坡度很小，雨季洪水期河水水位上漲，近河低洼地段，平地小溝及西部采空區(qū)沉陷地表常積水內(nèi)澇，地表水補(bǔ)給地下水。 據(jù)生產(chǎn)礦井調(diào)查，該礦區(qū) 地溫?zé)o異?，F(xiàn)象 。 隨著井田煤層的開采，開采深度之增加，開采面積的增大，開采規(guī)模的增大，礦井瓦斯含 量會逐漸增加，有可能出現(xiàn)瓦斯局部富集現(xiàn)象，因此在建設(shè)和生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對瓦斯的防治工作。 （三）煤的含瓦斯性及瓦斯等級 根據(jù)盂縣煤炭工業(yè)局盂煤（ 2020） 10 號文件，瓦斯相對涌出量為 ／ ； CO2相對涌出量為 ／ 。煤巖組份以亮煤為主，夾有鏡煤條帶和少量暗煤。條帶狀、線理狀結(jié)構(gòu)，塊狀或?qū)訝顦?gòu)造。 （二）煤的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)和工藝性能 9 號和 10 號煤層物理性質(zhì)和煤巖特征基本相近。 6 號煤層：位于太原組上部，煤層厚 — ，平均 ，其間夾一層厚達(dá) — ，為穩(wěn)定全區(qū)可采煤層。 4 6 號煤層：頂板為中砂巖，厚 — ，平均 ，底板為中砂巖 — ，平均 ，其頂?shù)装迤秸^堅硬，裂隙不發(fā)育，開采地質(zhì)條件屬 Ⅱ e。 6 號煤層：底板中砂巖自然抗壓強(qiáng)度 ，抗剪切強(qiáng)度 ，抗拉強(qiáng)度 ，普氏硬度系數(shù) ；頂板泥巖、中砂巖自然抗壓強(qiáng)度 ，抗剪切強(qiáng)度 ，抗拉強(qiáng)度，普氏硬度系數(shù) ，碎脹系數(shù)為 。 3 號煤層與 6 號煤層的最小層間距為 10m，最大層間距為 20m，平均間距為 15m。其中 3 號煤層最小厚度為 ,最大厚度為 ,平均厚度為 。為近水平煤層，埋藏深度由 870m至 。該水水質(zhì)好，水量豐富，能滿足該礦的生產(chǎn)和生活需要。 采用富水 系數(shù)法預(yù)算其涌水量：其富水系數(shù)采用 — ，可知其涌水量預(yù)計為 260— 440m3/d，其中正常涌水量為 250m3/d，最大涌水量為 500m3/d。第四系松散層含水層主要靠大氣降水以及河流的直接補(bǔ)給，受季節(jié)性影響明顯。其上各含水層的補(bǔ)給則主要靠相互間的裂隙滲透。 含水層補(bǔ)、徑、排條件 區(qū)域內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水和地表河流。水量較豐富。 第四系紅土，黃土沖積層含水層 僅分布于井田西北部，厚度大，主要接受地表降水補(bǔ)給，含水性強(qiáng)，為當(dāng)?shù)鼐用耧嬘眉稗r(nóng)田灌溉之主要水源地。為局部含水巖層，與大氣降水有密切關(guān)系，鉆探過程中，沖洗液消耗量為 — 。 二疊系砂巖含水層 包括山西組和上下石盒子組，巖性以砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖為主。其厚度及含水性不及 K2 灰?guī)r，鉆探過程中，沖洗液消耗量為 — ，但埋藏淺，易接受地表降水之補(bǔ)給，故亦是本區(qū)含水層之一。 2)、 K K4 灰?guī)r：位于太原組中、上部，為 13 號及 11 號煤層之頂板。該灰?guī)r在本區(qū)埋藏較淺，鉆探過程中，沖洗液漏失嚴(yán)重，經(jīng)抽水與物探測水試驗對比，該層石灰?guī)r單位涌水量 — ，滲透系數(shù) — 。 太原組灰?guī)r、砂巖含水層 本組地層發(fā)育三層含水層，即 K2 石灰?guī)r、 K K4 石灰?guī)r及砂巖含水層，其中 K2灰?guī)r含水性最強(qiáng)。又據(jù)滴水崖村深井調(diào)查，該奧灰水位標(biāo)高約 610 米。巖性主要為厚層狀石灰?guī)r，巖性堅硬、 質(zhì)純，含有方解石脈，普遍有被水侵蝕溶解現(xiàn)象，風(fēng)化面有小溶洞存在，鉆孔揭穿該灰?guī)r時，沖洗液漏失嚴(yán)重，孔內(nèi)不返水，水位立即下降，甚至漏到底。 （ 二 ）含水層 根據(jù)已獲得的水文地質(zhì)資料，奧陶系石灰?guī)r、太原組石灰?guī)r、二疊系砂巖以及松散沖積層為本區(qū)含水層，水文地質(zhì)條件亦較復(fù)雜。故井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為一類。 綜上所述，井田內(nèi)沒有大中型斷裂，也無巖漿巖侵入，雖以褶曲構(gòu)造為主，但煤層穩(wěn)定，傾角平緩。 K13：位于 15 號煤層井田北部東界，呈橢圓形，長軸為 70m，短軸為 40m，陷落傾角 75— 80186。井田內(nèi)延伸 750 米，東西兩端延伸出井田。斷層走向近東西向，傾向南，為南盤下降，北盤上升的正斷層，井田內(nèi)延深長度約 1320m 左右。 背斜：位于井田西南部，軸向近東西向，傾角平緩，一般傾角 5— 8186。軸向北東一南西向，兩翼基本對稱，傾角 7— 9186。 二、地 質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)位于沁水煤田北端邊緣，屬沁水塊坳緣翹起帶 (大地構(gòu)造單元按《山西省區(qū)域地質(zhì)志》 1982 年所劃分 )，區(qū)域構(gòu)造以東西向褶皺帶派生有北東向，近東西向斷裂為基本特征。黃土位于紅土之上，二者之間常夾有一層砂礫層，黃土呈淡黃褐色，具有一定層理，垂直節(jié)理發(fā)育，有孔隙并保存有植物痕跡，含有鈣質(zhì)結(jié)核。 （六）二疊系上統(tǒng)上石盒子組（ P2s） 本組為陸相沉積，以紫色、雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖及黃綠色中粗粒砂巖組成，厚約 0— 100m，平均 65m。平均厚 。但全井田內(nèi)全為煤線或薄煤層，極不穩(wěn)定，均不可采。 （四）二疊系下統(tǒng)山西組（ P1s） 與太原組地層連續(xù)沉積，以厚層狀中粗粒石英砂巖 (K7)為界，屬陸相沉積。本組為區(qū)內(nèi)主要含煤地層，厚度 90— 4 125m。 （三）石炭系上統(tǒng)太原組（ C3t） 本組與本溪組連續(xù)沉積，為一套海陸交互相含煤沉積建造。鐵礦層之上為淺灰白色 G 層鋁土頁巖，中上部為灰黑色砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖、石灰?guī)r層，常夾有 2— 3 層薄煤層。本層灰?guī)r是良好的建筑及燒石灰材料。巖性主要為海相淺灰色厚層石灰?guī)r，巖性致密、堅硬、質(zhì)純性脆。 井田內(nèi)地層由老至新有中奧陶統(tǒng)峰峰組、中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組，上二疊統(tǒng)上石盒子組及第四系。本區(qū)位于沁水煤田的陽泉礦區(qū)北部。 該區(qū)屬大陸性氣候，四季分明，冬春多風(fēng)，夏秋多雨，氣候比較干燥，降雨量多集 4 中在 8 月份，年平均降雨量 500— 618 毫米，年平均氣溫 ℃，一月份最低，平均氣溫為 ℃，七月最高，平均氣溫為 ℃；霜凍期為 9 月下旬至次年 4 月，無霜期約 150 天，最大凍土深度 。整體地勢呈中部高四周低、沖溝發(fā)育，溝向為東向或西向，最高點位于井田中南部的黃峰腦，海拔 ，最低處位于井田北角的靈芝溝內(nèi)，海拔 970m，相對高差為 。該水水質(zhì)好，水量豐富，能滿足該礦的生產(chǎn)和生活需要。 三、礦區(qū)電力供應(yīng)基本情況： 一回引自距本礦井工業(yè)場地西北 處秀水變電所 35kv，另一回引自距本礦井工業(yè)場地北 35kv，雙回路電源以 35kV 架空線送自本礦井變電所。區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)級公路四通八達(dá)。本礦交通方便 ,鐵路有南同蒲線介西支線通至井田北部，終點陽泉曲車站距本礦 ,并有鐵路專用線通至柳灣礦煤倉；孝 — 柳鐵路從井田北側(cè)通過，在白璧關(guān)與介支線連通。 56? 55? ~37176。 28? 51? ~111176。使我們在掌握專業(yè)知識的同時也提高了自己以后在現(xiàn)實工作崗位上的能力。采用綜合機(jī)械化開采。本次設(shè)計需要解決的專題是 高瓦斯以自燃煤層的開采，要求我們需要在采區(qū)巷道的布置上（尤其是通風(fēng)的問題）及以后的生產(chǎn)管理上采取特殊的措施，以實現(xiàn)礦井的安全生產(chǎn)。 設(shè)計師應(yīng)以當(dāng)前煤礦開采發(fā)展的趨勢和方向，結(jié)合本煤礦的特征以綜合機(jī)械化大采高開采為首選采煤方法。煤的自然性；以及礦井的水文地質(zhì)情況。地板情況及煤層的瓦斯電源的供應(yīng)情況。 4 摘要 本設(shè)計所選的題目為《山西省柳灣煤礦 的初步設(shè)計》，根據(jù)山西省柳灣煤礦提供的柳灣煤礦的井田概況和地質(zhì)特征資料。井田概況包括井田境界；地表的交通位置以及自然地理和水源地質(zhì)特征資料包括地層；地質(zhì)構(gòu)造；煤層及煤質(zhì)；煤層頂煤塵 此次設(shè)計的目的是運(yùn)用大學(xué)階段所學(xué)的知識聯(lián)系礦井生產(chǎn)實際進(jìn)行礦井開采設(shè)計，并就本專業(yè)范圍的某一課題進(jìn)行較深入的研究，以培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)分析和解決實際問題的能力，使學(xué)生走上工作崗位前進(jìn)行的一次綜合性能力訓(xùn)練，也是 對一個未來采礦高級工程技術(shù)人才的基本訓(xùn)練。并合理的布置開拓想到和工作面，以簡化采煤生產(chǎn)系統(tǒng)提高煤炭的利用率。該礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為 240t/a，采用兩個水平分組開采，采用條帶式布置后退式開采一次采全高，采用完全垮落法管理頂板。 設(shè)計過程中我們 對礦井的各個系統(tǒng)又有了一次比較全面的認(rèn)識和了解，同時在老師的輔導(dǎo)和幫助下也解決了一些接近的實際問題。 關(guān)鍵詞：頂板管理；地質(zhì)災(zāi)害；綜采 學(xué)生：韓兵 2020 年 5 月 9 日 4 第一章 井田概況和井田地質(zhì)特征 第一節(jié) 礦區(qū)概況 本井田位于山西省孝義市境內(nèi) ,屬陽泉曲、西泉、 驛馬及樸柱鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）管轄，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)： 111176。 37? 47?， 北緯 36176。 04? 34?，南北長 Km，東西寬 。孝（義） — 午（誠）縣級公路橫穿礦區(qū)北部，東至介修 58Km，與 307 國道相通，西至交口縣 95Km，與 209 國道相通。交通極為便利 二、礦區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建 設(shè)概況 該礦區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)主要以重工業(yè)為主，其中尤未突出的是煤炭工業(yè)的生產(chǎn)，并以此為基礎(chǔ)形成了煤炭的洗選與深加工、高嶺土加工業(yè)以及附屬礦物的開采，如鐵礦石 .同時，圍繞煤礦的正常生產(chǎn)，在周圍形成了材料加工廠、煤機(jī)修理廠等一系列附屬企業(yè) .農(nóng)業(yè)則主要以小麥、玉米等經(jīng)濟(jì)作物為主。礦井變電所以雙回路架空線送至工業(yè)場地， 四、礦 區(qū) 用水簡況： 該礦目前生產(chǎn)、生活用水主要采用滴水崖村深井奧陶系灰?guī)r水，通過架設(shè)管道輸送至坑口供該礦生產(chǎn)、生活使用。 五、該礦的地形與氣象 ： 本區(qū)屬中低山丘地帶，井田內(nèi)基巖大面積裸露，黃土覆蓋面少，地形復(fù)